2018 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism orchestrated by the transcription factor GL2 for functional differentiation of plant epidermal cells
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16H04804
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
青山 卓史 京都大学, 化学研究所, 教授 (80202498)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 植物細胞分化 / 表皮細胞 / 転写制御ネットワーク / 脂質シグナル / オーキシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナの根毛およびトライコームは植物細胞分化のモデルケースとして精力的に研究されてきた。その結果、それらを含む植物表皮細胞の分化の運命決定には共通の転写制御ネットワークが関与し、転写因子GRABLA2（GL2）がそのネットワークの最下流で働くことが分かっている。しかし、細胞形態形成を含む細胞機能分化につながるGL2下流の遺伝子群やそれらの機能については断片的な情報が存在するだけである。本研究では、根毛細胞分化に関わるGL2下流の遺伝子群を中心にそれらの制御的役割を解明する。これにより、根毛発生の制御経路全体を明らかにするととも に、植物表皮細胞機能分化の初動における制御機構モデルの確立を目指す。
平成30年度においては以下の研究成果を得た。GL2の直接標的遺伝子の転写産物であるPLDζ1およびその関連タンパク質のPLDζ2について、それらの細胞内機能を調べるために、蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現する形質転換植物を用い、細胞内局在性の解析を行った。その結果、根冠細胞ににおいてPLDζ1の蛍光融合タンパク質とPLDζ2の蛍光融合タンパク質はトランスゴルジネットワークの一部において共局在すること、過剰発現されたPLDζ1のN末蛍光融合タンパク質はPLDζ2のN末蛍光融合タンパク質と同様に液胞膜にも局在することなどが示された。
また、GL2の直接標的遺伝子の産物である転写因子LRL1およびその関連転写因子LRL2の下流で働く遺伝子群を探索するために、LRL1プロモーターにより発現するLRL1-グルコ コルチコイド受容体ドメイン(GR)融合タンパク質遺伝子(LRL1-GR)を作成し、形質転換シロイヌナズナに導入した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度においてはPLDζ1およびPLDζ2の細胞内局在性に関して詳細な解析が進み、それらの共通した機能および異なった機能についての情報が集まりつつある。また、GL2の直接標的遺伝子の産物である転写因子LRL1の改変タンパク質遺伝子LRL1-GRが形質転換シロイヌナズナに導入され、LRL1の標的遺伝子検索の体制が整いつつある。このように全体として研究は順調に進んでいると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度（平成31令和元年度）では、GL2標的遺伝子産物であるリン脂質代謝酵素PLDζ1の細胞分化における機能解析、同じくGL2標的遺伝子産物である転写因子LRL1の直接標的遺伝子の解析を行い、GL2が統御する植物表皮細胞における分化制御機構の全体像の解明を目指す。
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[Journal Article] PtdIns(3,5)P2 mediates root hair shank hardening in Arabidopsis2018
Author(s)
Hirano, T., Konno, H., Takeda, S., Dolan, L., Kato, M., Aoyama, T., Higaki, T., Takigawa-Imamura, H., Sato, M.H.
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Journal Title
Nature Plants
Volume: 4
Pages: 888-897
DOI
Peer Reviewed
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